Para a prática de esportes olímpicos, é adequada a piscina olímpica. As dimensões dela, segundo Federação…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Para a prática de esportes olímpicos, é adequada a piscina olímpica. As dimensões dela, segundo Federação Internacional de Natação, devem ser de 50 m para o comprimento; 25 m, para a largura, e 2,0 m, para a profundidade. A temperatura média ideal da água deve ser igual a 25 °C. A quantidade de energia necessária, em joules, a ser fornecida para deixar a água da piscina na temperatura ideal – sendo essa a única troca de energia a se considerar –, observando que inicialmente a água, que preenche todo o volume da piscina, estava a 20 °C, é igual a Dados: c_água = 1,0 cal/g°C (calor específico sensível da água) ?_água = 1,0 g/cm³ (massa específica da água) 1,0 cal = 4,0 J (Mackenzie 2018)
- A) 2,0 . 10¹⁰ J
- B) 3,0 . 10¹⁰ J
- C) 4,0 . 10¹⁰ J
- D) 5,0 . 10¹⁰ J
- E) 6,0 . 10¹⁰ J
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcular o volume da piscina. V = 50 m x 25 m x 2,0 m = 2500 m^3. Passo 2: Converter o volume em massa de água. Como 1 m^3 = 1000 L = 10^6 cm^3 e a massa específica da água é 1,0 g/cm^3, a massa vale m = 2500 x 10^6 g = 2,5 x 10^9 g. Passo 3: Determinar a variação de temperatura. ΔT = 25 °C - 20 °C = 5 °C. Passo 4: Aplicar a equação do calor sensível Q = m x c x ΔT = 2,5 x 10^9 g x 1,0 cal/(g °C) x 5 °C = 1,25 x 10^10 cal. Passo 5: Converter para joules usando 1,0 cal = 4,0 J. Q = 1,25 x 10^10 x 4,0 J = 5,0 x 10^10 J. Passo 6: Conclusão. A resposta correta é a alternativa D, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A (2,0 x 10^10 J) corresponde a usar ΔT igual a 2 °C, confundindo a profundidade com a variação de temperatura; B (3,0 x 10^10 J) corresponde a um ΔT ou massa menor que o correto; C (4,0 x 10^10 J) corresponde a um ΔT de 4 °C, erro de subtração ou leitura; E (6,0 x 10^10 J) corresponde a um ΔT de 6 °C, erro de cálculo da diferença de temperatura.
💡 Dica: Calcule o volume da piscina, a massa da água e use a fórmula Q = m.c.ΔT convertendo calorias para joules.
Alternativa por alternativa
O aluno pode ter usado o valor 2,0 m da profundidade como se fosse a variação de temperatura, obtendo ΔT = 2 °C em vez de 5 °C.
O aluno provavelmente errou o valor de ΔT ou a massa de água ao montar a conta, chegando a um produto menor que o correto.
O aluno pode ter calculado ΔT como 4 °C por erro de subtração ou leitura das temperaturas inicial e final.
CORRETA. O cálculo correto do volume (50×25×2 = 2500 m³ = 2,5×10^9 L = 2,5×10^9 kg), multiplicando pela variação de temperatura (5°C), pelo calor específico (1 cal/g°C = 1 kcal/kg°C = 1000 cal/kg°C), e convertendo para joules (1 cal = 4 J), resulta em 5,0×10¹⁰ J.
O aluno provavelmente errou a diferença de temperatura, usando ΔT = 6 °C, ou cometeu erro de multiplicação na etapa final.
Raio-X da questão
calor específico e energia térmica
avaliacao
calor específico da água · conversão de unidades de energia
estude calor específico, capacidade térmica e conversão de unidades de energia
Erro comum é esquecer de converter volume para massa ou calorias para joules, resultando em valor incorreto da energia.
pensamento_critico
cotidiano
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